張寒之

摘要：依據(jù)高中化學(xué)課堂教學(xué)片段，結(jié)合課堂問題的發(fā)起、形成和解決的過程，重點(diǎn)闡述了課堂中真實(shí)情境激發(fā)出的“問題”能夠暴露學(xué)生知識盲區(qū)、認(rèn)知缺陷的意義，并提出了在處理“問題”中收集學(xué)生過程評估依據(jù)，從而在課堂上高效地完成完善學(xué)生知識體系，培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)課堂教學(xué)；問題情境；教、學(xué)、評一體化

文章編號：1008-0546（2022）01-0020-04中圖分類號：G632.41文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.01.005

一、學(xué)生是課堂“提問”的發(fā)起人

說到課堂上的提問，慣性思維認(rèn)為肯定是教師提問，學(xué)生回答后教師給予評價和修正。筆者認(rèn)為“提問”應(yīng)當(dāng)由學(xué)生在親身體驗(yàn)的活動中自然產(chǎn)生。那么什么樣的活動能產(chǎn)生與授課內(nèi)容契合度更高的問題呢？這就依賴于授課教師在精心備課的基礎(chǔ)上，結(jié)合授課對象的實(shí)際情況，設(shè)計出合適、真實(shí)的教學(xué)情境。在實(shí)際教學(xué)的過程中，教師“慣性”地把解決問題當(dāng)作自己的份內(nèi)事，甚至偏執(zhí)地認(rèn)為學(xué)生不行，他們做不到，不放心把一節(jié)課的主動權(quán)交給孩子。也常常會聽到教師抱怨“學(xué)生不動腦筋”“他們根本聽不懂”“學(xué)生哪里想得到啊”。不否認(rèn)這些現(xiàn)象在如今的化學(xué)課堂中是存在的，但是根本原因是學(xué)生不知道老師想干什么？不知道老師到底在問什么？不知道老師這節(jié)課教的是什么？

如果學(xué)生自己提出了問題，他們自然是問題的解決者，因?yàn)樗麄兙哂凶穼ご鸢傅钠髨D心和迫切性。這也就從根本上解決了很多教師的顧慮，不用怕學(xué)生不動腦，課堂陷入冷清。學(xué)生這個時候反而擔(dān)心老師不給他自己想，奪走他思考的主動權(quán)。

二、課堂“問題”的形成和意義

1.“問題”來自真實(shí)的情境

真實(shí)而有意義的化學(xué)問題情境能夠激發(fā)學(xué)生的興趣，為學(xué)生探究解決問題提供持久的驅(qū)動力。通過自身的體驗(yàn)去領(lǐng)悟和感受，發(fā)現(xiàn)問題，通過主動探索尋求解決問題的方法，將探究獲得的化學(xué)知識納入已有的知識結(jié)構(gòu)之中，并上升為化學(xué)學(xué)科觀念，在思考問題的過程中訓(xùn)練和運(yùn)用化學(xué)特征的思維方式。

在“氮的氧化物”課時教學(xué)中，筆者以空氣中氮氧化物的廢氣處理為問題情境展開師生討論。

師：同學(xué)們，空氣中氮氧化物的過量排放會帶來許多嚴(yán)重的環(huán)境問題，今天我們就一起討論，看是否有可行的方法來緩解這個問題？有沒有同學(xué)說說你的思路？

生：我覺得我們要先知道氮氧化物是什么才行。

師：哦，是的，太好了。我們要處理氮氧化物必須了解它們的基本性質(zhì)。

……

師：通過實(shí)驗(yàn)我們知道了氮氧化物的性質(zhì)，接下來咱們怎么辦？

生：雖然知道了氮氧化物是什么，但是為什么空氣里會有呢？怎么來的？這種廢氣污染物的來源是什么？如果知道了我們就可以從源頭想辦法。

師：這個同學(xué)真的太棒了，從問題源頭思考解決。那我們一起了解一下大氣中氮元素的循環(huán)過程吧。

……

師：現(xiàn)在咱們知道了氮元素在自然界的轉(zhuǎn)化過程，那么大氣污染物中的氮氧化物該如何處理呢？結(jié)合氮氧化物的性質(zhì)和轉(zhuǎn)化關(guān)系的啟發(fā)，有沒有同學(xué)說說自己的看法??？

生1：我覺得可以用堿溶液來吸收；

生2：我覺得從化合價看可以把氮氧化物還原成氮?dú)?，這樣就把有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化成無害氣體了；

生3：那我覺得可以把幾種含氮污染物混合反應(yīng)，比如氨氣和二氧化氮同時處理，一起轉(zhuǎn)化為氮?dú)狻?/p>

……

通過討論，學(xué)生自然而然地主動將氮氧化物廢氣處理的問題進(jìn)行分解，轉(zhuǎn)化為三個具體問題，教師引導(dǎo)其落點(diǎn)在教材中基礎(chǔ)知識，指向明確的三個具體化學(xué)問題，再通過實(shí)驗(yàn)、查找資料、分析問題等系列學(xué)生活動解決問題，見表1。

反思回顧這節(jié)課時，我們不難發(fā)現(xiàn)當(dāng)學(xué)生全身心投入化學(xué)問題解決的過程中時，化學(xué)知識的掌握僅僅是這個過程中最基本的收獲，學(xué)生思維方式的提升，認(rèn)識角度的豐富才是追求問題解決的寶貴收獲。

2.“問題”產(chǎn)生于知識盲區(qū)

例如：乙酸是學(xué)生在生活中比較熟悉的一種有機(jī)物，在學(xué)生活動一中，教師在活動單上提供與乙酸物理性質(zhì)相關(guān)的文字資料、圖片信息。學(xué)生小組經(jīng)過討論、整理，歸納出乙酸的物理性質(zhì)。有了宏觀的認(rèn)識，同學(xué)們嘗試?yán)们蚬髂Ｐ痛罱ㄒ宜岱肿拥慕Y(jié)構(gòu)模型，在此基礎(chǔ)上寫出其分子式、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡式和官能團(tuán)。

（1）“宏、微、符”表征思維的缺乏

在這個活動環(huán)節(jié)中，同學(xué)們顯得無處著手，無法在平面圖形和立體的模型之間形成聯(lián)系。這個學(xué)生活動中充分暴露出學(xué)生對有機(jī)物的認(rèn)識僅僅是對分子式、結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)簡式的機(jī)械記憶，無法將其轉(zhuǎn)化為空間立體的結(jié)構(gòu)。想要再把這些可見的模型轉(zhuǎn)變成化學(xué)符號，學(xué)生顯得無所適從。在經(jīng)過討論和教師的點(diǎn)撥后才有個別小組搭建出正確的分子模型，耗時較多，比教師預(yù)期的時間長許多。在書寫乙酸的結(jié)構(gòu)式的時候，大部分同學(xué)表現(xiàn)出來的問題在于分不清結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)簡式，絕大多數(shù)學(xué)生寫出的是CH3COOH這個結(jié)構(gòu)簡式。

在探究乙酸酸性的學(xué)生活動中，學(xué)生選擇用醋酸和碳酸鈉溶液反應(yīng)，從而檢驗(yàn)醋酸的酸性，同學(xué)們都觀察到了溶液中有氣泡產(chǎn)生?？墒?，在書寫化學(xué)反應(yīng)方程式的時候，幾乎所有的同學(xué)都無法完成，產(chǎn)物僅僅寫出H2O和CO2，為什么會這樣？哪里出了問題？學(xué)生明明能夠從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中提煉出符號表征，寫出了H2O和CO2，怎么醋酸鈉就寫不出來了呢？因?yàn)榇姿徕c看不見！那么顯而易見，學(xué)生對這個反應(yīng)基本沒有微觀層面的認(rèn)識，或者說學(xué)生對離子反應(yīng)本質(zhì)的理解是欠缺的。

CH3COOH、NaCO3和CH3COONa在學(xué)生眼中就是一堆記憶的符號，他們沒有將其轉(zhuǎn)化為具體的化學(xué)物質(zhì)，更缺乏對它們在電離狀態(tài)下的微觀認(rèn)識，也就是說在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的宏觀表征到寫在紙上的符號表征之間，學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識缺少了微觀表征這個重要的橋梁，他們往往摸著石頭過河，靠猜一猜來完成化學(xué)方程式的書寫。或許在學(xué)習(xí)離子反應(yīng)這節(jié)內(nèi)容的時候，同學(xué)們都能寫出這個反應(yīng)以及離子方程式，當(dāng)知識遷移至一個陌生的情境中時，需要同學(xué)們?nèi)フ{(diào)取信息的時候，他們就紛紛“失憶”，可見，學(xué)生對離子反應(yīng)這個核心概念的理解是相當(dāng)孤立的，在學(xué)習(xí)過程中他們沒有將其內(nèi)化，與已有知識發(fā)生聯(lián)系。

為了解決這個問題，本節(jié)課將“假設(shè)—驗(yàn)證—結(jié)論”的實(shí)驗(yàn)過程完全放手交給學(xué)生小組合作完成，并形成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)報告。這個過程重點(diǎn)是讓同學(xué)們體驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的一般方法，并能夠體會到實(shí)驗(yàn)探究的樂趣以及實(shí)踐活動中的成功感。

在實(shí)踐活動后，利用化學(xué)語言將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行解釋和記錄，是宏觀表征轉(zhuǎn)化為符號表征的常見途徑?；诖罅康膶?shí)踐操作，同學(xué)們對化學(xué)符號的記憶不會是簡單的機(jī)械背誦，而是主動地將這些符號歸納到自我認(rèn)識體系中，并能夠和已有知識進(jìn)行更豐富的信息連接。

（2）新情境中暴露“結(jié)構(gòu)-性質(zhì)”的認(rèn)知缺失

例如：酯化反應(yīng)是本節(jié)課的難點(diǎn)，對于學(xué)生來說，是完全的新知識。教師仍然采取為學(xué)生提供信息，學(xué)生小組討論的形式，引導(dǎo)同學(xué)們設(shè)計一套乙酸和乙醇在濃硫酸催化作用下發(fā)生酯化反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，通過討論、商定，教師完成演示實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并嘗試進(jìn)行解釋，最后通過書寫化學(xué)反應(yīng)方程式對官能團(tuán)、對斷鍵進(jìn)一步理解。

基于幫助學(xué)生對羥基和羧基這兩個重要官能團(tuán)性質(zhì)的認(rèn)識和理解，教師安排了學(xué)生活動四，學(xué)生通過思考多元醇和多元酸之間的反應(yīng)，進(jìn)一步認(rèn)識到官能團(tuán)的性質(zhì)。同時，也可以作為學(xué)生這節(jié)課學(xué)習(xí)情況的一個反饋，幫助教師了解同學(xué)們對烴的衍生物的學(xué)習(xí)落點(diǎn)在哪里？

3.“問題”提供教學(xué)評估依據(jù)

教師如何知道學(xué)生通過學(xué)習(xí)是否達(dá)到了預(yù)期的結(jié)果，哪些過程材料能夠證明學(xué)生所達(dá)到的理解程度呢？為了確定學(xué)生的理解程度，我們需要獲得什么樣的證據(jù)？紙筆測試更多關(guān)注的是學(xué)生掌握知識的準(zhǔn)確性，而能夠展示學(xué)生技能以及遷移能力的證據(jù)正是通過課堂中暴露的“問題”外顯出來的，學(xué)習(xí)過程本身使得問題越來越明晰，激勵學(xué)生對核心問題進(jìn)行深入的挖掘。在課堂教學(xué)中圍繞核心概念設(shè)計表現(xiàn)性任務(wù)就是教師獲得形成性評估的手段和方式，也是“教、學(xué)、評”一體化的體現(xiàn)。

（1）不同“問題”凸顯學(xué)生不同需求

同樣是在“氮的氧化物”課堂教學(xué)中，學(xué)生在項(xiàng)目活動中表現(xiàn)了與其自身能力相符且各不相同的能力。在具體問題1中，幾乎所有同學(xué)都能根據(jù)素材說出空氣中的氮?dú)夂脱鯕庠诜烹姉l件下生成了一氧化氮，并迅速被氧化成二氧化氮。也就是說他們是具備閱讀材料提取信息能力的。觀察實(shí)驗(yàn)中二氧化氮與水反應(yīng)后紅棕色消失，只有一半的同學(xué)認(rèn)為生成了硝酸并提出用指示劑進(jìn)行驗(yàn)證。在書寫化學(xué)反應(yīng)方程式的時候，極少同學(xué)能夠從氮元素化合價的角度推測產(chǎn)物還有一氧化氮。在交流和討論后，大家才一致提出再次注入空氣后觀察是否能出現(xiàn)紅棕色氣體。這里的討論是面向所有學(xué)生的體驗(yàn)過程，不同層次的學(xué)生都能有自己的思考和推論，教師就是在這些交流中了解每一個學(xué)生的認(rèn)識程度，把握調(diào)整課堂教學(xué)的難度和進(jìn)度。

在結(jié)合氮元素化合價角度理解SCR和SNCR（見圖1）脫硝原理的問題中，每個同學(xué)都能說出采用氨氣將氮氧化物還原，是利用了氮氧化物的氧化性，但只有部分同學(xué)能根據(jù)信息判斷一氧化氮與氨氣反應(yīng)產(chǎn)物為氮?dú)夂退?，更是只有個別學(xué)生可以準(zhǔn)確書寫化學(xué)反應(yīng)方程式，并利用氧化還原反應(yīng)原理進(jìn)行方程式配平。收到信號后，教師放慢課堂節(jié)奏，讓有方法的同學(xué)講一講思路，通過討論分析，幾乎所有同學(xué)都正確寫出了二氧化氮與氨氣反應(yīng)生成氮?dú)夂退幕瘜W(xué)方程式。

（2）“提問”外顯學(xué)生以達(dá)成的認(rèn)識水平

例如：高二選修內(nèi)容電化學(xué)復(fù)習(xí)課，筆者以“家庭自制消毒水”的情境為依托，通過閱讀圖文信息大部分同學(xué)能夠意識到這就是一個隱藏的微型電解食鹽水裝置。但是通過少數(shù)學(xué)生的質(zhì)疑，討論發(fā)現(xiàn)它與傳統(tǒng)的氯堿工業(yè)產(chǎn)物是不一樣的，兩極產(chǎn)物相互反應(yīng)，生產(chǎn)次氯酸鈉水溶液。師生討論的過程就是每一個學(xué)生在自我知識生長點(diǎn)上提升的過程，也是形成過程性的評估依據(jù)。

在電解水的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中，當(dāng)電極上吸附大量氣泡時，立刻切斷外接電源，將導(dǎo)線連接一電流計，觀察指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。面對出乎意料的宏觀現(xiàn)象，學(xué)生驚訝后主動思考，個別學(xué)生立刻想到了這是燃料電池的工作原理，但是，進(jìn)一步分析堿性條件下陰極陽極的電極反應(yīng)，并能夠正確書寫電極反應(yīng)方程式的學(xué)生則是少之又少了。由此可見，大部分學(xué)生缺少的是能夠運(yùn)用學(xué)科知識在新情境中分析和解決問題的能力。

當(dāng)下的教育評價正在轉(zhuǎn)型，為了幫助學(xué)生能更好地適應(yīng)新的評價體系，教師應(yīng)當(dāng)更加重視每一位學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)性評價，教師教的過程和學(xué)生學(xué)的過程本身就是一個具有評價意義的過程。

三、“問題”的解決包含過程與結(jié)果

解決，即處理問題使有結(jié)果。那么，學(xué)生在以真實(shí)情境為依托的課堂上處理的化學(xué)問題最終指向什么結(jié)果？筆者認(rèn)為可以從過程和結(jié)果兩個方面來看。

從過程來看，學(xué)生通過閱讀相關(guān)資料、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，在對化學(xué)問題的討論交流中，他們的信息意識得到培養(yǎng)，質(zhì)疑品質(zhì)和獨(dú)立思考的能力得到鍛煉。從主動發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，到嘗試解決問題，學(xué)生的科學(xué)思維得以訓(xùn)練和發(fā)展，逐步形成豐富的認(rèn)識角度，優(yōu)化認(rèn)識方式，并在過程中不斷展現(xiàn)個人魅力，在同伴中得到認(rèn)可，和充分的自我肯定。從結(jié)果來看，化學(xué)問題解決的課堂不僅能服務(wù)于發(fā)展學(xué)生的“文化基礎(chǔ)”方面的核心素養(yǎng)，還能服務(wù)于發(fā)展學(xué)生的“自主發(fā)展”方面的核心素養(yǎng)。讓學(xué)生像化學(xué)家那樣學(xué)習(xí)和探究化學(xué)，不僅學(xué)習(xí)化學(xué)知識而且體驗(yàn)探究過程和方法，初步形成終身學(xué)習(xí)的意識和能力。

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